王春雨，于繼英，鄧雪娟，劉世杰，席興軍，蔡輝益,3*

（1.生物飼料開發(fā)國家工程研究中心，北京 100081；2.中國標準化研究院，北京 100191；3.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所，北京 100081）

我國甘薯資源分布及飼用新模式探索

王春雨1，于繼英1，鄧雪娟1，劉世杰1，席興軍2，蔡輝益1,3*

（1.生物飼料開發(fā)國家工程研究中心，北京 100081；2.中國標準化研究院，北京 100191；3.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所，北京 100081）

我國甘薯產(chǎn)地主要分布在淮海平原、長江流域和東南沿海各省，產(chǎn)量大，是良好的居民鮮食、輕工加工和動物飼用資源。甘薯、薯藤和加工業(yè)副產(chǎn)品富含淀粉、果膠和膳食纖維等，水分含量高，不易儲運，易腐敗變質(zhì)，綜合利用率低，廢棄率高。甘薯、薯藤和薯渣是常用飼料，飼用時存在明顯的區(qū)域性、季節(jié)性和經(jīng)濟性特點。在產(chǎn)地農(nóng)戶習(xí)慣用煮熟和青貯后的薯塊和薯渣飼喂畜禽。利用微生物發(fā)酵技術(shù)處理薯渣，可提高其營養(yǎng)價值。探索提出產(chǎn)區(qū)利用熟制、青貯、鮮飼等形式相結(jié)合和加工薯渣制備生物飼料的甘薯資源飼用新模式，可為我國甘薯種植、食用、加工和飼用的適度平衡提供借鑒。

甘薯；副產(chǎn)品；主產(chǎn)地；產(chǎn)量；飼用；適度規(guī)模

甘薯（Ipomoea batatas L）屬塊莖類作物，是僅次于水稻、小麥、玉米的重要糧食作物，甘薯、馬鈴薯和木薯等薯類是我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和結(jié)構(gòu)調(diào)整的優(yōu)勢作物[1]。甘薯富含淀粉和多種功能性營養(yǎng)物質(zhì)，是良好的居民鮮食、輕工加工和動物飼用資源。但由于新鮮甘薯及其副產(chǎn)品水分含量高，不易運輸和貯存，易腐敗變質(zhì)，綜合利用率低，廢棄率高[2]，因此對這些資源的有效開發(fā)與利用一直是研究者關(guān)注的熱點。

1 我國甘薯資源分布

全球甘薯的栽培面積以亞洲最多，非洲次之，美洲居第3位。我國是世界上最大的甘薯生產(chǎn)國，2015年種植面積達427萬hm2，平均單產(chǎn)為24.48 t/hm2，年產(chǎn)10 664萬t，政策折糧2 112.98萬t[1]。自2006年以來，我國甘薯種植面積呈下降趨勢，產(chǎn)量趨穩(wěn)。根據(jù)氣候條件和耕作技術(shù)的差異，我國甘薯種植分為5個生態(tài)區(qū)：北方春薯區(qū)、黃淮流域春夏薯區(qū)、長江流域夏薯區(qū)、南方夏秋薯區(qū)和南方秋冬薯區(qū)，以淮海平原、長江流域和東南沿海各省最廣，四川、河南、山東、重慶、廣東、安徽等?。ㄖ陛犑校┓N植面積和產(chǎn)量較大。

2 我國甘薯和甘薯藤的主要用途及存在的問題

2.1 我國甘薯和甘薯藤的主要用途 鮮甘薯多汁，甜脆爽口，適口性好，是良好的居民鮮食和動物飼用作物。甘薯中的淀粉以顆粒淀粉和膠淀粉為主，適合制粉加工。甘薯藤多用來煮熟喂豬或青貯保存。甘薯消費結(jié)構(gòu)基本以淀粉加工和居民鮮薯食用為主，飼用資源則多來自田間薯藤、加工過程產(chǎn)生的糟渣和貯藏過程中的損耗（圖1）[1]。

制粉、休閑食品和工業(yè)乙醇是常見的甘薯加工和利用方式。我國甘薯粉絲生產(chǎn)歷史悠久，機械化程度較高，年產(chǎn)能約400萬t以上[2]。隨著我國非糧燃料乙醇戰(zhàn)略的發(fā)展，甘薯乙醇產(chǎn)量將增加，產(chǎn)生的薯酒糟也將增加[3]。

圖1 2015年甘薯產(chǎn)量和估測消費情況 [1]

甘薯加工副產(chǎn)物中富含纖維、果膠和蛋白質(zhì)，可精深加工進行功能性物質(zhì)的提取。甘薯纖維具有良好的持水性和增容性，是一種優(yōu)質(zhì)膳食纖維。甘薯粘液蛋白具有增強免疫力和降血脂功效，能夠作為一種抗衰老物質(zhì)加以利用，但功能性物質(zhì)的提取產(chǎn)業(yè)化程度不高。目前，直接烘干和通過發(fā)酵制備飼料是甘薯渣常用的資源化利用方式[4]。提取淀粉后的甘薯糟渣蛋白含量低，適口性欠佳，但利用微生物發(fā)酵技術(shù)處理后，薯渣的營養(yǎng)價值提高。薯渣提取功能性物質(zhì)后的廢渣多用于制備生物有機肥。生物技術(shù)發(fā)酵處理甘薯渣具有較大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

以甘薯根冠比1:1計[6]，我國甘薯莖葉產(chǎn)量可達1億t以上。新鮮的甘薯藤營養(yǎng)十分豐富，是產(chǎn)地農(nóng)家養(yǎng)殖常用的飼料，一般煮熟鮮飼，或在收割后青貯保存。甘薯莖葉具有較好的藥用價值，在食品加工領(lǐng)域尚處于起步階段，開發(fā)出的主要產(chǎn)品有甘薯莖葉茶和罐頭[5]。

2.2 我國甘薯和甘薯藤資源應(yīng)用中存在的問題 我國甘薯種植和加工的規(guī)?；潭绕毡椴桓?，加上甘薯、薯藤和薯渣體積大、水分多，在加工、儲運和飼用過程中也存在一些問題。與國外先進水平相比，我國甘薯淀粉的品質(zhì)普遍不高，加工中資源回收率低，環(huán)境污染嚴重，副產(chǎn)品綜合利用不充分[2]。

鮮薯塊、薯藤和薯渣是農(nóng)戶常用的飼用資源。但甘薯和甘薯渣存放不當易發(fā)生亞硝酸鹽超標和腐敗變質(zhì)現(xiàn)象，廢棄率較高，飼用時畜禽的中毒現(xiàn)象時有發(fā)生。鮮飼時，甘薯塊和薯藤需要清洗、切碎和蒸煮熟制后飼喂。但我國甘薯種植業(yè)的機械化收割程度低，中大型養(yǎng)殖企業(yè)基本沒有飼料蒸煮熟化設(shè)備或設(shè)施，薯塊和薯藤在規(guī)?；B(yǎng)殖場推廣有一定難度。

微生物發(fā)酵技術(shù)可以提高甘薯和加工副產(chǎn)品的營養(yǎng)價值和貯存時間，但發(fā)酵產(chǎn)品的品質(zhì)差異大，研究數(shù)據(jù)有待深入，安全性評價和行業(yè)標準有待完善[7]。

3 甘薯資源飼用效果

甘薯富含淀粉、多酚、花色苷素、β-胡蘿卜素、黃酮、綠原酸、粘液蛋白、去氫表雄酮、果膠和膳食纖維等（表1），對動物有獨特的生理作用和較好的保健功能。鮮甘薯是良好的能量飼料。甘薯莖葉中蛋白質(zhì)、纖維和果膠含量高，是良好的青綠飼料。甘薯渣富含微量元素和膳食纖維，具有良好的抗氧化和促腸道蠕動作用。但由于多汁、易腐爛，甘薯資源飼用性存在明顯的區(qū)域性、季節(jié)性和經(jīng)濟性限制。

3.1 甘薯飼用效果 甘薯中粗蛋白質(zhì)含量低且氨基酸不平衡，生甘薯、甘薯粉中含果膠和抗胰蛋白酶，飼喂量需要加以控制。常文環(huán)等[11]研究報道，生長豬飼料中添加風(fēng)干甘薯量不宜超過15%，育肥豬不超過20%，熟制后可替代飼料中的全部玉米。張清華等[12]研究結(jié)果顯示，混合精料+青貯甘薯日糧飼喂長榮二雜肉豬的育肥效果優(yōu)于混合精料+鮮甘薯。趙斌等[13]研究了甘薯對仿刺參(Apostichopusjaponicus)攝食與生長的影響，結(jié)果表明，干的甘薯塊根粉和莖蔓粉添加比例分別低于30%和10%時，可滿足仿刺參的營養(yǎng)需求，可提高飼料利用效率，促進仿刺參的攝食與生長。Vira[14]報道，熟紅薯、鮮切紅薯可作為池塘養(yǎng)殖澳大利亞紅蝦（Cherax quadricarinatus）的餌料補充。

3.2 甘薯莖葉飼用效果 甘薯莖葉是良好的蛋白質(zhì)、纖維和天然色素來源。田河山等[15]研究顯示，與0%對照組相比，在杜×長×大三元雜交生長豬日糧中添加5%和10%的烘干甘薯莖葉粉對生長豬的增重、日增重、飼料轉(zhuǎn)化率無顯著影響，飼料成本略有降低。Kaya等[16]研究報道，甘薯莖葉富含葉黃素，不同品種的甘薯莖葉中葉黃素含量不同（表2），蛋雞飼喂15、20、25 mg/kg葉黃素等量的甘薯莖葉（蛋雞配合飼料中的添加量為1%～5%），蛋黃色澤改善，不影響蛋雞的健康及生產(chǎn)性能。Kebede等[17]用50%干甘薯莖葉部分替代由78.4%麥麩、20.6%小葵子餅和1%食鹽配制的羊濃縮飼料，雄山羊的日增重和采食量不受影響。Khalid等[18]用切碎的新鮮甘薯莖葉替代粗高粱飼喂新分娩的努比亞山羊，奶山羊體重增加，其產(chǎn)奶量、乳蛋白、乳脂肪和總固形物提高。

3.3 甘薯渣飼用效果 經(jīng)過合理處理的甘薯渣是優(yōu)質(zhì)的飼料資源，但用量需加控制。鄒志恒等[4]研究認為，生長豬日糧中干甘薯渣的適宜添加比例為2%～4%。王苑等[19]研究顯示，在產(chǎn)蛋雞日糧中甘薯渣的適宜添加 量低于4%。陳宇光等[20]研究中，用5 kg新鮮紅薯渣替代5 kg苜蓿干草飼喂產(chǎn)奶量相近的荷斯坦奶牛，對奶牛的產(chǎn)奶量和乳成分影響不明顯。王中華等[21]研究表明，飼料中添加10%和15%的酸化紅薯粉渣飼喂肉兔，肉兔胃腸的pH降低，生長性能和免疫器官指數(shù)提高。

表1 甘薯資源主要營養(yǎng)素含量

表2 不同品種甘薯莖葉中的葉黃素含量[16]

3.4 發(fā)酵甘薯渣飼用效果 生物發(fā)酵可提高甘薯渣的營養(yǎng)價值和飼料中的添加量，是利用和研究甘薯渣的熱點和趨勢。周曉容等[22]研究表明，鮮甘薯渣75%、麥麩19.1%、酒糟5%、尿素0.5%、混合菌液0.4%（產(chǎn)阮假絲酵母、枯草芽孢桿菌和乳酸菌）制備的發(fā)酵甘薯渣，在玉米-麥麩-豆粕型日糧添加13.2%、24.3%、33.8%新鮮發(fā)酵甘薯渣替代部分能量、蛋白質(zhì)飼料，飼喂約×榮生長豬，不影響豬的采食量和日增重。邢文會等[22]研究結(jié)果顯示，在復(fù)合微生物菌劑接種量1.64%（產(chǎn)阮假絲酵母、解脂假絲酵母、乳酸乳球菌和米曲霉）、發(fā)酵溫度為29.79℃、初始pH為 5.59的固態(tài)發(fā)酵工藝條件下，發(fā)酵甘薯渣的真蛋白含量達22.95%，在育肥豬飼料中的最佳添加比例為10%。

4 甘薯資源飼用新模式探索

4.1 甘薯渣制備生物飼料模式 我國甘薯加工業(yè)正處于轉(zhuǎn)型升級和快速發(fā)展的階段，種植業(yè)和加工業(yè)集中度不斷提高，高效、集約、生態(tài)特點日漸明顯[24]。一般情況下，用5 t甘薯可制備1 t粉絲，伴生2 t鮮渣，約7.5 t甘薯可生產(chǎn)1 t燃料乙醇，伴生約12.5 t鮮酒糟[25]。在甘薯淀粉、休閑食品和燃料乙醇的規(guī)模化生產(chǎn)發(fā)展趨勢下，配套糟渣副產(chǎn)品的快速處理能力亟需提升。甘薯加工業(yè)提高精深加工程度以降低糟渣產(chǎn)生量，生物發(fā)酵技術(shù)可提高鮮渣利用率和資源化產(chǎn)品的流通，通過逐級處理獲得生物飼料和生物有機肥[26]，微生物發(fā)酵技術(shù)處理鮮基糟渣具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

4.2 家庭農(nóng)場配套薯塊和薯藤鮮飼模式 甘薯產(chǎn)業(yè)的訂單式農(nóng)業(yè)發(fā)展模式對產(chǎn)地種養(yǎng)和平衡提出了更高的要求。辛敏霞等[27]研究結(jié)果表明，在有機肥為基礎(chǔ)的條件下，采用測土配方施肥技術(shù)適宜配比氮、磷、鉀肥，施粗肥22.5～75 t/hm2，甘薯產(chǎn)量提高，肥料資源浪費減少。劉峰等[28]研究結(jié)果顯示，在甘薯主產(chǎn)區(qū)施農(nóng)家肥45～60 t/hm2，甘薯的單產(chǎn)達30～45 t/hm2。依我國甘薯種植面積427萬hm2推測，常年需有機腐熟肥將超過1億t/年。因此，甘薯產(chǎn)區(qū)配套適度規(guī)模的養(yǎng)殖業(yè)，比如家庭農(nóng)場養(yǎng)殖，可有助于種養(yǎng)結(jié)合并適度平衡發(fā)展。

表3 甘薯產(chǎn)區(qū)家庭養(yǎng)殖場匹配度模擬

然而，以一般養(yǎng)殖規(guī)模的家庭農(nóng)場為單位，按畜禽糞便產(chǎn)生量和甘薯種植可消納腐熟肥量的模擬結(jié)果顯示（表3），畜禽甘薯和薯藤的飼用率偏低。因此，種植業(yè)合理施用畜禽糞便腐熟肥以提高單產(chǎn)和商品率并降低種植面積，甘薯產(chǎn)區(qū)家庭農(nóng)場推廣薯藤青貯、薯塊熟制和鮮飼相結(jié)合的方式就地飼用，以此降低收獲季節(jié)的田間損耗，可有助于提高產(chǎn)地的甘薯飼用率。

5 結(jié) 語

甘薯產(chǎn)業(yè)中伴生著豐富的飼用資源，但甘薯多汁難貯藏，甘薯莖葉難收集，糟渣利用率低是甘薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展和飼用資源化過程中的主要難點。隨著家庭農(nóng)場養(yǎng)殖的適度發(fā)展，通過熟制、青貯和固體發(fā)酵等方式制備甘薯和甘薯藤飼料，采用就地、就近鮮飼模式，可提高甘薯飼用的資源利用率。在甘薯加工產(chǎn)業(yè)鏈中，生物發(fā)酵技術(shù)不僅可以解決糟渣難儲藏、易遺棄的問題，還可提高飼用價值、降低畜禽養(yǎng)殖成本及減少環(huán)境污染，甘薯渣發(fā)酵飼料制備具有一定的發(fā)展?jié)摿?。探索?gòu)建甘薯種養(yǎng)加配套及適度平衡的新模式，可有助于甘薯產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

[1] 蔣玉峰, 馬代夫. 國家甘薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)推動甘薯產(chǎn)業(yè)和學(xué)科發(fā)展[J]. 江蘇師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2016, 34(3): 23-27.

[2] 戴起偉, 鈕福祥, 孫健, 等. 中國甘薯加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展制約因素和對策[J]. 農(nóng)業(yè)工程技術(shù), 2016, 36 (5) : 12-14.

[3] 徐春城, 左颯颯, 牛東澤, 等. 利用微生物發(fā)酵紅薯渣的研究進展[J]. 飼料工業(yè), 2016, 37(15): 1-6.

[4] 鄒志恒, 王苑, 于會民, 等. 不同添加水平甘薯渣等比例替代玉米對生長豬生長性能和血清生理生化指標的影響[J]. 飼料與畜牧: 新飼料, 2015, (2): 27-30.

[5] 王文亮, 杜方嶺, 徐同成. 甘薯莖葉的營養(yǎng)價值及其開發(fā)利用研究[J]. 中國食物與營養(yǎng), 2009, (7): 29-31.

[6] 胡啟國, 王文靜, 儲鳳麗, 等. 高效甘薯專用有機肥篩選試驗[J]. 山西農(nóng)業(yè)科學(xué), 2016, 44(12): 1810-1812.

[7] 楊飛云, 劉志云, 黃金秀, 等. 發(fā)酵糟渣飼料原料研究與應(yīng)用進展[M]//蔡輝益.中國生物飼料研究進展與發(fā)展趨勢. 北京: 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社, 2016: 18-25.

[8] 唐忠厚, 魏猛, 陳曉光, 等. 不同肉色甘薯塊根主要營養(yǎng)品質(zhì)特征與綜合評價[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué), 2014, 47(9):1705-1714.

[9] 張立明, 王慶美, 王蔭墀. 甘薯的主要營養(yǎng)成分和保健作用[J]. 園藝與種苗, 2003, 23(3): 162-166.

[10] 曹健生, 陳其恒, 如云萍, 等. 甘薯粉渣的營養(yǎng)成分含量及再利用研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2014, 42(26): 9174-9175, 9179.

[11] 常文環(huán), 劉國華, 童曉莉, 等. 不同比例生甘薯飼喂生長育肥豬的效果評價[J]. 飼料研究, 2003, (11): 1-4.

[12] 張清華, 郭宗義, 劉宗慧. 農(nóng)村條件下青貯甘薯飼喂育肥豬效果觀察[J]. 畜禽業(yè), 2004, (8): 56-57.

[13] 趙斌, 胡煒, 李成林, 等. 兩種甘薯飼料原料的營養(yǎng)成分及其對仿刺參(Apostichopusjaponicus)攝食與生長的影響[J]. 漁業(yè)科學(xué)進展, 2016, 37(1): 80-86.

[14] Vira H. Sweet potato (Ipomeabatatas) as feed for Australian redclaw (Cheraxquadricarinatus) and implications for its aquaculture in PNG[J]. Contemporary PNG Studies: DWU Research J , 2015, 22: 48-54.

[15] 田河山, 孫燦富, 陳樹生, 等. 生長豬飼糧中使用甘薯莖葉粉的試驗研究[J]. 養(yǎng)豬, 2005, (6): 17-18.

[16] Kaya ?, Y?ld?r?m H. The effect of dried sweet potato(Ipomeabatatas) vines on egg yolk color and some egg yield parameters[J]. Int J Agric Biol, 2011, 13(5):766-770.

[17] Kebede T, Gutu T, Tadesse E. Performance and economic efficiency of browsing Arsi Bale goats supplemented with sweet potato (Ipomoea batatas L.) vines as replacement for concentrate[J]. Int J Livest Product, 2011, 2(7) : 92-99.

[18] Khalid A F E, Elamin K M, , Amin A E, et al. Effects of using fresh sweet potato (Ipomoea Batatas) vines on performance and milk yield of lactating nubian goats[J]. J Anim Sci Adv, 2013, 3(5): 226-232.

[19] 王苑, 于會民, 陳寶江, 等. 不同添加水平甘薯渣對產(chǎn)蛋雞生產(chǎn)性能、蛋品質(zhì)及血清激素含量的影響[J]. 飼料與畜牧:新飼料, 2015, (3): 30-33.

[20] 陳宇光, 張彬, 胡澤友. 紅薯渣對奶牛產(chǎn)奶量和奶品質(zhì)的影響[J]. 飼料與畜牧, 2009, (3): 23-24.

[21] 王中華, 畢玉霞, 叢付臻. 酸化紅薯粉渣對肉兔生長性能、免疫器官指數(shù)和胃腸pH的影響[J]. 中國飼料, 2012, (11):36-38.

[22] 周曉容, 楊飛云, 江山, 等. 發(fā)酵甘薯渣對生長豬生產(chǎn)性能的影響及效益分析[J]. 飼料工業(yè), 2016, 37(13): 21-23.

[23] 邢文會, 付瑞敏, 王丁, 等. 微生物發(fā)酵甘薯渣產(chǎn)蛋白飼料的工藝優(yōu)化及對育肥豬生產(chǎn)性能的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué), 2016, 44(4): 279-284.

[24] 戴起偉, 鈕福祥, 孫健, 等. 中國甘薯加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢分析[J]. 農(nóng)業(yè)展望, 2016, (4): 39-43.

[25] Mussoline W A, Wilkie A C. Anaerobic digestion potential of coproducts associated with ethanol production from sweet potato: a review[J]. Ind Biotechnol, 2015, 11(2):113-126.

[26] 宿志紅.圣琪酵母——中國東部酵母明珠[J]. 食品科技,2015, (3):1-2.

[27] 辛敏霞, 藺志剛, 林志慧, 等. 易縣甘薯測土配方施肥技術(shù)探討[J]. 基層農(nóng)技推廣, 2016, (8): 105-107.

[28] 劉峰, 唐國琨, 解仁平. 甘薯測土配方施肥[J]. 新農(nóng)業(yè),2011, (4): 43-43.

[29] 周琳, 楊禎妮, 程廣燕. 發(fā)展畜禽養(yǎng)殖家庭農(nóng)場的制約因素及分析——基于上海、浙江兩地的調(diào)研[J]. 中國畜牧雜志, 2014, 50 (20) : 13-17.

[30] 武蘭芳, 歐陽竹, 謝小立. 不同種養(yǎng)結(jié)合區(qū)農(nóng)田系統(tǒng)氮磷平衡分析[J]. 自然資源學(xué)報, 2011, (6): 943-954.

[31] 田久東, 于繼英, 陳達, 等. 我國胡蘿卜主產(chǎn)地種養(yǎng)加健康發(fā)展飼用新模式[J]. 飼料廣角, 2017, (6): 47-51.

S816

A

10.19556/j.0258-7033.2017-10-122

2017-04-27；

2017-07-10

天津市科技計劃項目-生物飼料開發(fā)創(chuàng)新服務(wù)平臺建設(shè)項目（13ZXGCCX06000）；中央基本科研業(yè)務(wù)費項目（562015Y-3994）

王春雨（1986-），男，天津人，碩士，主要研究方向為生物飼料應(yīng)用技術(shù)研究，E-mail：710413707@163.com

*通訊作者：蔡輝益，E-mail：caihuiyi@caas.cn